無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中路由算法及其性能的研究.pdf

1、無線Mesh網(wǎng)(WMN，Wireless Mesh Network)是一種網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布式網(wǎng)絡(luò)，其融合了無線局域網(wǎng)(WLAN，Wireless Local Area Network)與移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)(MANET，Mobile Ad Hoc Network)兩者的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，依靠節(jié)點之間的相互協(xié)作，以無線多跳的方式為終端用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，具備覆蓋范圍廣、可靠性強(qiáng)、帶寬高、可擴(kuò)展性好以及維護(hù)方便、投資成本低、風(fēng)險小等優(yōu)點。然而，

2、無線Mesh網(wǎng)自身的結(jié)構(gòu)特點，以及無線環(huán)境與生俱來的復(fù)雜性，也給路由協(xié)議的設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)。為無線Mesh網(wǎng)研究和設(shè)計適合其體系結(jié)構(gòu)，滿足其業(yè)務(wù)特性的高性能、高可用的路由協(xié)議，成為當(dāng)前亟待開展的工作，也是使其真正能夠承載各式各樣的Intemet接入網(wǎng)業(yè)務(wù)的核心所在。
　　 本論文首先從結(jié)構(gòu)特點和流量特征兩個角度出發(fā)，對無線Mesh網(wǎng)路由協(xié)議的設(shè)計要點進(jìn)行了詳盡的剖析，并在此基礎(chǔ)上，提出了無線Mesh網(wǎng)路由協(xié)議的設(shè)計框架。該框架從路

3、由算法和路由判據(jù)兩方面入手，分別針對無線Mesh網(wǎng)的三種架構(gòu)，對路由協(xié)議的設(shè)計方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析和限定。這部分的理論研究對后續(xù)具體協(xié)議的設(shè)計起到了指導(dǎo)性的作用。
　　 針對基礎(chǔ)設(shè)施/骨干架構(gòu)基本靜態(tài)的結(jié)構(gòu)特性，和以Internet業(yè)務(wù)為主的流量特征，本論文提出了基于鏈接健康度的先驗式路由協(xié)議HDAR。該協(xié)議在路由計算過程中通過跨層操作機(jī)制綜合考慮了可用帶寬、鏈接投遞率、無線干擾和節(jié)點負(fù)載等鏈路質(zhì)量因子，能夠在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)

4、的吞吐量，并且能夠達(dá)到負(fù)載均衡的設(shè)計目標(biāo)。
　　 針對客戶端架構(gòu)拓?fù)鋾r變的結(jié)構(gòu)特性，和以節(jié)點間互訪業(yè)務(wù)為主的流量特征，本論文提出了基于客戶端架構(gòu)的反應(yīng)式路由協(xié)議CAOA。該協(xié)議在路由計算過程中通過跨層操作機(jī)制綜合考慮了無線鏈接的長度及健壯度對協(xié)議性能的影響，從而優(yōu)化了路由選擇的效果，具有整體功耗低、網(wǎng)絡(luò)連通性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)健壯性高的特點。
　　 針對混合架構(gòu)混合的結(jié)構(gòu)特點和流量特征，本論文基于前面的研究，探討了將HDAR協(xié)議和

5、CAOA協(xié)議混合使用的可行性和優(yōu)缺點，并在此基礎(chǔ)上，提出了基于節(jié)點區(qū)分的混合式路由協(xié)議NDHR。該協(xié)議針對Internet流量和互訪流量，分別采用了先驗式和反應(yīng)式的路由機(jī)制，同時，在選路過程中對Mesh路由器和Mesh客戶端進(jìn)行區(qū)分，盡量選擇高性能的Mesh路由器來組成路由，從而保證了較好的綜合性能，能夠在滿足Internet流量低延時需求的基礎(chǔ)上，有效降低路由協(xié)議的維護(hù)開銷。
　　 此外，本論文通過仿真實驗分別對所提出的三種路